Metallbatterier | 18 jul 2024

Svenska forskare har hittat lösningen för metallbatterier

Svenska forskare på Chalmers har kunnat påvisa var och hur problemen med den korta livslängden i metallbatterier kan lösas. Metallbatterier har stor potential eftersom dessa kan leverera mer en energi till lägre vikt.

Svenska forskare har hittat lösningen för metallbatterier
I batterilabbet på institutionen på fysik arbetar Josef Rizell med att utveckla framtidens batterier. Arbetet görs i en så-kallad ”glove box”, en sluten miljö där materialen nås av så lite yttre påverkan som möjligt. Foto: Henrik Sandsjö

Litiumjonbatterier är idag det populäraste batterialternativet, men i ett samhälle som står inför en omfattande elektrifiering behövs nya batteriteknologier som kan ge mer energi per vikt eller volym. Därför riktas nu blickarna mot batterier med metallelektroder, där litiumjonbatteriets grafitelektrod ersatts av litiummetall.

I exempelvis fastfasbatterier, som ses som en av de mest lovande kommande teknologierna, används en metallelektrod och det ger celler som levererar en större mängd energi än dagens litiumjonbatteri. Metallelektroder dras dock med ett problem – metallerna är reaktiva vilket gör att de lätt reagerar med sin omgivning och det är svårt att skapa en cell med lång livslängd.

Professor Aleksandar Matic, institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola. Foto: Anna-Lena Lundquist

Chalmersforskarna har nu hittat en lösning på problemet genom att skapa metallelektroden direkt i battericellen.

– Istället för att hantera de reaktiva elektrodmaterialen utanför batteriet skapar vi vår elektrod inuti batteriet genom en process som kallas elektroplätering. Då kan vi undvika att den reaktiva metallen reagerar med omgivningen, vilket är en fördel då vi får en mer förutsägbar och stabil elektrod, säger fysikdoktoranden Josef Rizell, som tillsammans med Aleksandar Matic är huvudförfattare till den nyligen publicerade artikeln från studien i den vetenskapliga tidskriften Journal of the Electrochemical Society.

Fakta

Så skapas elektroden i batteriet

  • Metall kan framställas elektrokemiskt genom en process som kallas elektroplätering.
  • En spänning driver elektroner till en elektrod och metall bildas på elektrodens yta genom att elektronerna reagerar med joner från elektrolyten.
  • När ett metallbatteri laddas upp är det genom just den här reaktionen. Samma process kan också användas för att framställa en metallelektrod direkt i battericellen.
  • Genom att skapa metallelektroden inuti batteriet har metallen aldrig möjlighet att reagera med orenheter utanför batteriet och får ett bättre och mer stabilt ytskikt.
I batterilabbet på Chalmers sker arbetet i en så kallad ”glove box”, en sluten miljö där materialen nås av så lite yttre påverkan som möjligt. Foto: Henrik Sandsjö

Forskarnas resultat kan ses som en fingervisning om framtida strategier för att göra metallbatterier både stabilare och säkrare.

– En grundläggande förståelse för processerna som sker i och vid elektroderna i ett batteri när vi laddar och laddar ur det, är avgörande för att kunna utveckla bättre batterier i framtiden. Ett batteri är väldigt komplext och många olika saker sker parallellt med varandra, vilket gör systemet svårt att analysera. Vi har försökt isolera varje reaktion eller process för sig och undersökt hur just den processen påverkar batteriets funktion. Syftet är att bättre förstå vad som sker vid metallelektroderna när vi använder ett batteri och därigenom vilka strategier som är mest lovande för att få dem att fungera bättre, säger Josef Rizell.

Källa: Chalmers

Publicerad 18 juli 2024

Konsultplatsen

Hitta enkelt rätt konsult inom installations- och energiteknik

På nytt jobb

  • Nancy Mattsson (bilden) är ny generaldirektör för Boverket. Hon kommer från rollen som chef för projektutveckling inom JM Stockholm.
  • Susanna Ohlin är ny vd för Cowi Sverige och ingår i koncernledningen. Hon var tidigare interim vd.
  • Arvid Olofsson är ny energikonsult ”solenergi, energilager och flextjänster” i Umeå på Rejlers. Han kommer från samma roll på Afry. Daniel Bergsten är ny energikonsult i Sundsvall. Han kommer från samma roll på Afry. Björn Enerhall är ny uppdragsledare i Gävle. Han kommer från VVS-Montörerna i Gästrikland där han var arbetsledare.
  • Daniel Wrangå har startat den egna verksamheten Wrangå Consulting i Höör. Han är nyexaminerad vvs-ingenjör.
  • Tobias Berge är ny chef för Afrys verksamhet inom hållbart byggande i Göteborg. Han kommer från CIT Renergy där han var vd. Daniel Sörensson är ny affärsområdeschef HVAC på Afry Industry i Lund. Han kommer från PQR där han var regionchef i Malmö. Ali Sharifi är ny behörig ingenjör vattensprinkler i Göteborg. Han kommer från Ingenjörsbyrån Andersson & Hultmark i samma stad där han var ingenjör vvs/sprinkler.
  • Sara Kemal är ny vvs-projektör på Tjuren Projektpartner i Stockholm. Hon kommer från utbildning.
  • Tove Fagervall är ny teknisk projektledare på Galären i Luleå. Hon kommer från Nordprojektering i samma stad där hon var handläggare vvs & energi.
  • Rasmus Häll är ny vvs-konsult på Bengt Dahlgren i Göteborg. Han kommer från utbildning.
  • Mikael Sundström är ny vd för Cler. Han kommer från Ahlsell där han var landschef Sverige.
  • Rafed Sadek är ny projektledare installation på Fastighets AB Balder i Stockholm. Han kommer från Installatörsföretagen där han var branschexpert och projektledare.
  • Anders Berglund är ny teknikkonsult/besiktare på WSP i Luleå. Han kommer från en konsultroll på Norconsult i Piteå.
  • Josefine Mars Hagdahl är ny energikonsult på Aktea i Stockholm. Hon kommer från Ebab i samma stad där hon var energispecialist.
  • Alexander Enmark är ny vvs-ingenjör på Intec i Göteborg. Han kommer från utbildning. Jonathan Johansson är ny vvs-projektör i Borås. Han kommer från samma roll på Bravida.
  • Marcus Rohdin är ny byggnadsingenjör/brandkonsult på Brandkonsulten i Norrköping. Han kommer från Saab Aeronautics i Linköping där han var prototypingenjör. Emil Wallgren är ny brandkonsult i Stockholm. Han kommer från utbildning.
  • Michael Vogtmann har startat den egna verksamheten MV Installationsledning i Stockholm. Han kommer från Projektvision där han har varit projektledare, projektansvarig och projekteringsledare.
  • Arvid Thegerström, Emil Vendelstrand, Isabel Karlsson Petersson och Jamie Bengtsson är nya vvs-ingenjörer på Ingenjörsbyrån Andersson & Hultmark i Göteborg. Samtliga kommer från utbildning.
  • Peter Rosvall är ny teamchef vvs på Vinnergi i Malmö. Han kommer från PE Teknik & Arkitektur i Helsingborg där han var rådgivande ingenjör.
  • Dagmawi Lulseged är ny projektledare installation på Toofab i Stockholm. Han kommer från Tjuren Projektpartner i samma stad där han, utöver rollen som vvs-konsult, även var gruppchef.
  • Denis Bijelic är ny vvs-konsult på Orecon i Malmö. Han kommer från Bravida i samma stad där han var projektör/kalkylator.

Föreningen för branschens proffs

Tillsammans skapar vi ett hållbart samhälle där både människor och miljö mår bra. Aktiviteterna, utbildningarna och verktygen du behöver för att utvecklas i din yrkesroll. Gå med i EMTF du också.

Läs mer om fördelarna av medlemskap i EMTF

Nyhetsbrev från Energi & Miljö

Nyheterna, reportagen, forskningen och frågorna för oss som jobbar för god innemiljö och energieffektiva byggnader.
Gratis varje vecka direkt i din inkorg.

jag godkänner att energi-miljo.se sparar och hanterar mina kontaktuppgifter.